了解解调（包络分析）

定义：什么是解调？

在振动分析中， 解调 是一种强大的信号处理技术，用于检测机器高频振动信号中“隐藏”的重复性低频冲击。它是更常见的术语“ 包络分析. 这两个术语经常互换使用。

该技术的工作原理是隔离高频振动带（作为“载波”信号），然后提取该信号的“包络”。该包络揭示了重复冲击的潜在低频模式，例如轴承或齿轮中的微观故障产生的模式。

解调过程

解调涉及三个步骤：

1. 带通滤波： 首先，原始振动信号通过高频带通滤波器。该滤波器会消除强烈的低频振动（例如不平衡和错位），并仅关注轴承或齿轮冲击产生的应力波激发结构共振的高频区域。
2. 整改： 滤波后的高频信号随后被整流。此过程将波形的负部分翻转为正部分，本质上创建一个代表绝对振幅的信号。
3. 低通滤波（包络）： 最后，整流信号通过低通滤波器。滤波器会平滑高频谐振“载波”信号，只留下跟踪整流信号峰值的低频“包络”。由此产生的包络信号直接代表了潜在冲击的重复率。

然后对最终的包络信号进行FFT。得到的频谱称为包络谱或解调谱，在轴承或齿轮部件的精确故障频率处显示出清晰的峰值。

解调为何如此有效？

解调是早期故障检测最重要的技术之一，因为它可以处理冲击信号。

• 预警： 当轴承座圈上的微小剥落与滚动体碰撞时，会产生微小的低能量冲击。这种冲击会导致机器结构在其固有频率下“振铃”，从而引发非常短暂的高频振动。
• 将信号与噪声分离： 在正常的 FFT 频谱中，这些早期撞击产生的微小能量完全被低频振动产生的巨大能量所掩盖，例如 不平衡.
• 关注重复率： 解调忽略了强大的低频信号。它关注的是高频“振铃”，最重要的是振铃的*重复率*。这个重复率与轴承或齿轮故障频率（例如 BPFO、BPFI、BSF、GMF）直接相关。

应用

解调的主要应用是：

• 滚动轴承分析： 它是检测和诊断滚珠轴承和滚柱轴承故障的权威方法，通常在故障变得严重之前几个月发出警告。
• 变速箱分析： 它对于检测诸如齿轮齿破裂或断裂等问题非常有效，这些问题在解调频谱中以 1 倍齿轮转速产生清晰的冲击信号。
• 其他影响事件： 它还可用于检测其他重复性冲击现象，例如蒸汽疏水阀的开启和关闭或往复式发动机气门正时问题。

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